Una fisica tutta curve

No ragazzi, i fratelli Vanzina e Alvaro Vitali non c’entrano, cancellate dalla mente la fugace immagine della supplente di fisica stile Edwige Fenech: sto per parlarvi di una delle mie più grandi passioni, la moto!

Non avete ancora cambiato indirizzo sul browser? Bene! Tra tutti i fenomeni fisici coinvolti  nella guida di un motociclo, andiamo allora a capire perché, in sella ad una due ruote, non ci ribaltiamo ad ogni curva (per i riders immersi nella lettura: sì, è il momento di lasciarvi andare a scaramantici accarezzamenti, di ferro o quant’altro..):  questo avviene principalmente a causa di due fenomeni fisici, l’effetto giroscopico e la forza centrifuga.

Il Dottore nel bel mezzo di una dimostrazione di fisica applicata..Pelle perdonami! (sportmediaset.it)

Il Dottore nel bel mezzo di una dimostrazione di fisica applicata..Pelle perdonami! (sportmediaset.it)

L’effetto giroscopico è un fenomeno fisico che si genera quando l’asse intorno al quale un corpo sta ruotando viene sollecitato a spostarsi da una forza che agisce su uno qualsiasi dei piani che contengono l’asse di rotazione. Ubbidiscono all’effetto giroscopico, e in particolar modo alla precessione ad esso collegata, la trottola e lo yo yo, ma anche i proiettili (per imprimere una rotazione al loro movimento, infatti, le canne di molte armi da fuoco presentano una rigatura interna elicoidale che imprime al proiettile una rotazione, per stabilizzarne la traiettoria) e, appunto, le moto.

In pratica se si ruota il manubrio  in una direzione, si genererà un “momento” che tende ad inclinare il veicolo nella parte opposta, permettendo a noi, centauri della domenica sprovveduti di fisica, di effettuare l’inserimento in curva. A questo punto, in quanto siamo in curva, interviene la forza centrifuga, ossia la forza con la quale un corpo in moto circolare uniforme viene spinto verso l’esterno della circonferenza; tale spinta è direttamente  proporzionale alla massa del corpo in movimento (quindi, nel nostro caso, moto + motociclista) e  inversamente proporzionale al raggio della circonferenza che il corpo sta percorrendo. Il bilanciamento tra queste due forze permette di mantenere la moto inclinata in curva.

giroscopio

Il fulcro di tutti questi processi, in cui forze opposte agiscono e si bilanciano, è lo pneumatico:  è importantissimo che esso presenti alti coefficienti di attrito (cioè che la gomma abbia una buona tenuta)  per poter effettuare  in tutta sicurezza le nostre curve. In quest’ottica l’usura dello pneumatico e le condizioni del manto stradale (acqua, ghiaccio, sabbia) sono fattori egualmente importanti! Il vecchio adagio “sull’asciutto o sul bagnato tieni sempre spalancato!” (cit.) viene inesorabilmente bocciato dalla fredda logica della fisica, c’è poco da fare!

Questo perché nel bel mezzo di una curva sarà possibile aumentare la velocità di percorrenza, e quindi piegare maggiormente la moto, fino a che la forza di attrito delle ruote riuscirà a contrastare l’effetto della forza centrifuga che ci “tira in fuori”; la velocità massima di percorrenza di una curva è legata in maniera univoca all’angolo di piega della moto, ed è interessante notare come questi valori non dipendano dalla massa del veicolo in movimento: anche con una “zavorrina” alle spalle, quindi, il divertimento è assicurato!

Anzi, concedetemi il momento poetico, è doppio.

La Felicità.

La Felicità.

Per una descrizione più dettagliata di questi ed altri fenomeni, che ci mantengono in sella nonostante noi ne siamo completamente inconsapevoli:

  • qui
  • “Dinamica e tecnica della motocicletta”, Gaetano Cocco, Giorgio Nada Editore

E c’è chi, sulla fisica delle due ruote, organizza musei e festival scientifici: #desmobomber presenti, sempre sul pezzo! Buona strada a tutti!

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2 pensieri su “Una fisica tutta curve

  1. Egregio la rendo attento al fatto che nell’indicare i fattori che influenzano e determinano la forza centrifuga ha omesso “il quadrato della velocità”.
    Inoltre, benché l’ingegner Cocco è un mio conoscente e amico, le consiglio di citare anche il libro del Professor Cossalter “Dinamica della motocicletta”. Forse un po’ complicato per un pubblico non afferrato in matematica, ma di certo miglior libro in circolazione in italiano.
    Un cordiale saluto
    Ing. Renzo Pesciallo

    • Gent.mo Ing. Pesciallo,
      innanzitutto mi scuso con il ritardo clamoroso (dovuto a un malfunzionamento delle notifiche di wordpress) con cui pubblico e rispondo al suo commento. La ringrazio per la segnalazione: è solo grazie alla collaborazione e all’interazione di esperti del suo calibro che è possibile “parlare di scienza” in maniera accurata e istruttiva!
      Spero a presto, cordiali saluti
      Marcello

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